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MTG生产过程模拟及能耗分析

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（ ＭＴＧ） 过程的最终产物分 布 、 汽油收率 、 汽 油 性 质 以及 装 置 能 耗 。计 算 结 果 表 明 ， ＭＴ Ｇ 最 终 的 汽 油 收 率 不 仅 与
反应器 出 口 Ｃ ～ｃ 。 组 分收率有关 ， 也和汽 油 的雷 氏蒸气压 （ Ｒ ＶＰ ） 密 切相关 ， 与汽 油组分 中 ｃ 组 分 含 量 成 正
入 ＭＴ Ｇ 反应 器进 行 反应 ， 生成 Ｃ ～Ｃ 。 的碳 氢 化
料 的 费一 托合 成 路 线 相 比 ， ＭＴＧ 技 术 与 其 是 一 种
互 补关 系 而不 是竞 争关 系 。 ＭＴＧ过 程 中 甲 醇 转 化 为 碳 氢 化 合 物 的 比 例 约为 ４ ３ ． ８ 。这 些碳 氢化 合 物再 经 过进 一 步 加 工
石 加 工 工 艺
油
炼
制
与
化
工
２ ０ １ ３年 １ ２月
ＰＥＴＲ ０ＬＥＵ Ｍ ＰＲ０ＣＥＳＳＩ Ｎ Ｇ Ａ Ｎ Ｄ ＰＥＴＲ ＯＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
第４ ４卷 第 １ ２期
ＭＴ Ｇ 生 产 过 程 模 拟 及 能耗 分 析
郭 湘 波 ，杨 克 勇 ，王 瑾 ，宗 保 宁
全 流 程模 拟及 能耗 分 析并 不多 见 。 本课 题 运 用 Ａｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ流 程 模 拟 软件 ， 采 用
汽油 馏 分 ， 其 中轻 汽 油 馏 分 作 为 产 品送 出装 置 。
分离 塔塔底 重 汽油 中含 有约 ５ ０ 左 右的 四甲基苯 ，
ＲＫＳ — Ｂ Ｍ 和 ＮＲＴＬ相结合 的物性 方法 ， 对２ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ
关 键 词 ：甲醇
汽油
ＭＴＧ 模 拟
能 耗
随 着全球 原 油价 格 的不 断 攀 升 和 国 内成 品油 价 格 的提 高 ， ２ ０世纪 ７ ０年代 由 Ｍｏ ｂ ｉ ｌ 公 司发 明并
１ ＭＴ Ｇ过 程简 介
１ ． １ ＭＴ Ｇ全 流程 简介
典 型 的 固定 床 ＭＴ Ｇ 工艺 流程 如 图 １所 示ｌ ｌ ４ ］ 。 ＭＴ Ｇ 装置 包 括 甲 醇 进 料 、 反 应 和 产 品精 馏 三 部 分 。粗 甲醇 由进 料 泵 升 压 并 依 次 经 过 预 热 器 、 汽 化 器和 过 热 器 与 反 应 产 物 换 热后 ， 进 人 二 甲醚 反
司 的 ＭＴＧ 技 术 ， 于 ２ ０ ０ ６年 建 成 了世 界 第 一 套 １ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ煤基 甲 醇合 成 汽 油 的装 置 ＿ ３ ］ 。虽 然 国 内
外 众 多 学者对 ＭＴ Ｇ反 应 、 催 化剂 和 ＭＴＧ 技术 的
经济 性等 进行 过 大量研 究 ， 但对 ＭＴＧ生 产 过程 的
成 功 工业 化应 用 ｌ ＿ 】 ］ 的将 甲醇 转化 为 汽油 （ ＭＴ Ｇ） 的
技术 重新 引起 了人 们 的兴 趣 。ＭＴ Ｇ 技 术 使 用 的 原 料 甲醇 可 由煤经 过 气 化 、 变换工艺制得 ， 所 得 产 品是 可 以直 接 使 用 的 高 辛 烷 值 汽 油 ， 而且在 由甲
（ 中 国石 化 石 油 化 工 科 学 研 究 院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘 要 ： 使 用 Ａｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 流程模拟软件 ， 采用 Ｒ Ｋ Ｓ － Ｂ Ｍ和 Ｎ Ｒ ＴＬ相 结 合 的 物 性 模 拟 方 法 ， 对 ２ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ甲醇 制 汽 油 过 程 进 行 全 流 程模 拟 。模 型 计 算 中 ｃ ＋馏 分 采 用 ６ ８ ～２ ０ １ ℃虚 拟 组 分 表 示 ， 考 察 了 将 甲 醇 转 化 为 汽 油
人气 液分 离 器 ， 液 相 产 物 送 入 产 品 精 馏 部 分 进 行
术 生产 的汽油 不仅 辛 烷值 高 、 烯 烃 含量 低 ， 而且 不
含硫 和 氮 。另 一 方 面 ， ＭＴ Ｇ 工 艺 的 流 程 相 对 简 单， 技术 风 险小 ， 可 以作 为 煤 制 甲醇 装 置 的延 伸 产 业 。我 国 的 山西 晋 煤集 团 已 采用 Ｅｘ ｘ ｏ ｎ Ｍｏ ｂ ｉ ｌ 公
合 物 。为充分 回收反应 热 ， 可利 用 ＭＴ Ｇ 反应 器 出
口的高 温产 物发 生蒸 汽 、 加 热 甲醇 蒸 汽 、 汽 化 并 预
便 可 以制 备 出高 辛 烷 值 汽 油 、 液 化 气 和 少 量 的燃
料气 。 由于原料 甲醇 中不含 硫和 氮 ， 因此 ＭＴＧ技
热 甲醇进 料 。换 热 后 的 ＭＴＧ分 离 ， 气 相 产 物 则 经 过 循 环 气 压 缩 机 升 压 并
与反 应器 出 口物料 换热 后返 回 ＭＴＧ反 应器 。 来 自气液 分离 器 的液 相 反应 产 物 首 先 进 入脱 乙烷 塔脱 除其 中 的 轻 组 分 ， 塔 底 物 料 再 进 入 稳 定 塔分 离 出液化 气馏 分 和 汽 油 馏 分 。稳 定 塔底 的 汽 油一 部分 作 为 吸 收 剂循 环 至 脱 乙烷 塔 ， 另 一 部 分 送 人轻 ／ 重 汽 油分 离塔 中进 一步 分离 成轻 汽油 和重
比 。ＭＴ Ｇ 过 程 的能 耗 主 要 是 蒸 汽 和 电 的 消 耗 ， 其 中循 环 气 压 缩 机 的 电 耗 占 全 装 置 能 耗 的 ４ ０ ． ２ 。ＭＴ Ｇ 工 艺
过 程 中可 利 用 反 应 热 产 生 中压 蒸 汽 ， 不 仅 可 回 收 ＭＴ Ｇ 装 置 多 余 的热 量 ， 而 且 使 整 个 装 置 的能 耗 大 大 降低 。
醇转 化而来 的碳 氢化合 物 中 ， 汽 油收 率 高达 ８ ５ ％。
因此 Ｍｏ ｒ ｔ ｅ ｎ等ｌ Ｉ ２ ］ 认 为， 和煤 或 天然 气 制 备液 体 燃
应 器进 行反 应 ， 约７ ５ 的 粗 甲醇 在其 中 转 化 为 二 甲醚 。反应 后 的物 料 与 循 环 气 混 合 降 温 后 ， 再 进

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一步法MTG工艺介绍

一步法MTG工艺介绍


2.费托合成工艺与MTG工艺比较
费托合成工艺原理 （CO+2H2）→（-C1H2-）+H2O
MTG工艺原理 （CO+2H2）→CH3OH→（-C1H2-） +H2O
产品产率
名称 燃料气 费托合成 费托合成 MTG工艺 （CO系 220℃） （Fe系 340℃） 6 15 1.1
LPG
石脑油 汽油 柴油 石蜡 含氧化合物
6
19 22 46 1
23
36
10
88.8
16 5 5
从上表可以看出费托合成工艺产率与催化剂、反 应温度和使用的具体技术直接相关。且费托液化产品 包括碳氢及含氧化合物，需要进一步加工方可转化为 常规燃料油，而甲醇制汽油产品直接为常规的汽油和 液化石油汽。此外根据美国国家科学院和美国国家国 内工程学院作的《2009研究报告：由煤炭/生物质生 产的液体运输燃料油》，表明甲醇制汽油与费托工艺 相比工艺总体效率高且投资低。
一步法甲醇转化制汽油技术与国外MTG技术的区别 是：一步法技术省略了甲醇转化制二甲醚的步骤，甲 醇在ZSM-5分子筛催化剂的作用下一步转化为汽油和 少量LPG产品，其显著优点是工艺流程短。由于减少 了二甲醚反应器及其附属设备，装置投资明显降低。 汽油选择性高，催化剂稳定性和单程寿命等指标均优 于已有技术。此外，一步法甲醇制汽油工艺具有自主 知识产权，无论从技术还是全套设备全部实现国产化。 目前有云南在建的20万吨合成油项目和内蒙的10万 吨合成油项目。
4.3重油处理
5.主要经济指标
序号 1. 1.1 1.2 1.3 项目名称 设计规模 合成油 液化气 重油 万t/a 万t/a 万t/a 18.47 2.91 4.085 单位 数量 备注
MTG生产过程模拟及能耗分析_郭湘波

MTG生产过程模拟及能耗分析_郭湘波

对于烃类组分的分离有不同的热力学方法， 如 ＰＥＮＧ－ＲＯＢ、ＲＫ－ＳＯＡＶＥ 是针对石油炼制体系 修正的热力学方程。低压的常减压蒸馏塔可以采 用 ＢＫ１０，ＣＨＡＯ－ＳＥＡ，ＧＲＡＹＳＯＮ 等 方 法；中 压 的 分 馏 塔 可 以 采 用 ＣＨＡＯ－ＳＥＡ，ＧＲＡＹＳＯＮ， ＰＥＮＧ－ＲＯＢ，ＲＫ－ＳＯＡＶＥ 等 方 法。ＰＲ－ＢＭ 方 法 基于 Ｐｅｎｇ Ｒｏｂｉｎｓｏｎ 立 方 状 态 方 程，而 ＲＫＳ－ＢＭ 方法基于 Ｒｅｄｌｉｃｈ－Ｋｗｏｎｇ－Ｓｏａｖｅ立方状态方程，两 种热 力 学 方 法 均 采 用 Ｂｏｓｔｏｎ－Ｍａｔｈｉａｓ进 行 修 正， 主要用于轻烃加工 应 用 （如 气 体 加 工、炼 油 和 化 工 过程）中，是两种常 用 的 处 理 石 油 馏 分 精 制 过 程 的 热力学方 法。 在 本 课 题 中，反 应 产 物 的 气 液 分 离 罐、脱乙烷 塔、稳 定 塔、分 离 塔 等 均 采 用 ＲＫＳ－ＢＭ 热力学模型。
２
石 油 炼 制 与 化 工 ２０１３年 第４４卷
图１ 典型的固定床 ＭＴＧ 工艺流程
送至重汽油加氢装置（ＨＧＴ）进行加氢处理。 经过 加氢处理后的重汽油再经过汽提塔脱除其中的轻 组 分 ，可 作 为 汽 油 产 品 与 轻 汽 油 一 起 进 入 汽 油 池 。
１．２ 原 料 、产 物 及 虚 拟 组 分 ＭＴＧ 装 置 的 原 料 为 纯 度 ９５％ 的 粗 甲 醇。
加工工艺
石 油 炼 制 与 化 工 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ
２０１３年 １２月 第４４卷 第１２期
ＭＴＧ 生产过程模拟及能耗分析
郭湘波，杨克勇，王 瑾，宗保宁
（中国石化石油化工科学研究院，北京 １０００８３）
MTO夏季高负荷操作的影响因素及处理措施分析

MTO夏季高负荷操作的影响因素及处理措施分析

MTO夏季高负荷操作的影响因素及处理措施分析甲醇制烯烃工艺（MTO）是新型煤化工清洁能源技术，近年来发展迅速。

随着MTO装置的长时间运行，实际生产运行过程中也出现了许多问题。

本文着重说明MTO装置如何应对夏季高温情况下装置高负荷生产的各种问题。

标签：甲醇制烯烃；夏季；高负荷1 工艺背景及流程介绍某煤制烯烃项目的MTO装置采用中国科学院大连化学物理研究所、陕西新兴煤化工科技有限公司和中国石化集团洛阳石油化工工程公司合作开发的甲醇制烯烃工艺技术，在万吨级工业试验装置的基础上进行工业化放大，建成世界首套60万t/a的大型工业化工装置。

MTO装置2010年8月8日一次投料试车成功，2011年1月1日正式商业化运行至今历经八年，已经逐渐发展为一个技术趋向成熟的工艺装置。

MTO装置包括反应再生系统、急冷汽提系统、热工系统。

MTO级甲醇经加热气化过热后进入反应器；反应产物经旋风分离器送至急冷塔，反应再生系统采用循环流化床和不完全再生工艺；主风系统设置一开一备两台主风机提供足够的再生烧焦用风。

急冷汽提系统包括急冷、水洗、汽提三塔。

反应气经急冷水洗塔脱过热、洗涤催化剂并将大部水冷凝后送下游烯烃分离装置；在急冷水洗塔冷凝下来的水经污水汽提塔回收少量甲醇、二甲醚等有机物后外排，回收的甲醇、二甲醚进反应器回炼。

热工系统包括再生器内外取热器、CO焚烧炉和余热锅炉，主要作用是回收再生烧焦过程中产生的热量并产生蒸汽。

MTO装置运行期间遇到诸多问题。

其中夏季操作不能达到进料236t运行的工艺操作成為2013年以来比较突出的问题，也是为煤制烯烃企业生产运行的瓶颈。

装置技术人员根據MTO装置夏季的生产运行情况查找甄别装置未能满负荷运行的各种问题并提出了针对这些问题的整改方案。

2 生产过程中出现的问题2.1 催化剂跑损问题①反应器内催化剂细粉含量高。

MTO反应器与再生器均采用流化床的流化方式。

固体催化剂由于其本身的强度特性，循环流化过程中与甲醇催化剂器壁及内件之间的相互摩擦极易出现破损、颗粒变小的情况，致使进入后路系统的反应产品气中会夹带较多的催化剂细粉。

MTG(甲醇制合成气)过程的发展

MTG(甲醇制合成气)过程的发展


MTG 工艺技术原理
甲醇转化为汽油的工艺过程为甲醇在酸性催化剂作用下转化为烃类混合物。 甲醇在质子 酸催化下生成二甲醚 CH3OCH3， 二甲醚进一步脱水成为 C2~C5 烯烃， C2~C5 在 ZSM-5 催化剂作
1
甲醇在不同酸性 ZSM-5 上转化为汽油( M T G) 的研究
胡津仙, 胡靖文, 王俊杰, 相宏伟, 李永旺 1
MTG（甲醇合成汽油）技术的发展综述 08300310007 王文逸 化学系
MTG（甲醇制合成气）过程的发展综述
甲醇是一种来源非常丰富的工业原料, 也是 C 1 化学的重要组成部分,但是甲醇本身存 在一些缺陷，如其热值只有汽油的一半，纯的甲醇只能在 64°沸腾；燃烧时肉眼看不见其 火焰，容易引起安全隐患；吸湿性很强，极易溶于水，可能对地下水源等产生重大危害； 以 及甲醇具有很高的毒性。 以上种种缺陷导致甲醇被排出在燃料这一范围之外。 然而近年来石 油价格节节攀升， 随着煤制油 （CTL） 的研究不断升温， 人们把目光集中到了甲醇制汽油 （MTG） 上。
其实对甲醇的合成转化本就是一门非常活跃的学科，从一出现就引起了人们的注意， 在 常压至 3Mpa、300-400℃的条件下，甲醇转化为烃的概率高达 100%。然而 MTG 反应却是在一 个非常偶然的情况下发现的。 早期在美孚 Mobil 公司的一个研究小组内， 试图将甲醇在硅氧 四面体组成的五元环中孔 ZSM-5 分子筛作为催化剂的条件下转化为别的含氧化合物， 却意外 地得到了碳烃化合， 另一个研究小组独立进行在 ZSM-5 作催化剂条件下将甲醇烷基化异丁烷 的研究工作是， 得到了与汽油馏分范围相同的脂肪烃和芳香烃， 自此他们将甲醇进行高选择 性转化，生成高质量汽油，使石油以外的矿物燃料如天然气和煤等变成液体能源。 以煤或 天然气作原料生产合成气，再以合成气制甲醇，最后将粗甲醇转化为高辛烷值汽油。